Процесс Габера

Проце́сс Хабе́ра (Габе́ра) — промышленный процесс (изобретен Фрицем Хабером и Карлом Бошем), в котором атмосферный азот «связывается» путем синтеза аммиака. Смесь азота и водорода пропускается через нагретый катализатор под давлением около 1000 атмосфер. При этом за счет высокого давления равновесие в реакции N₂+3H₂ ↔ 2NH₃ смещается в сторону аммиака.

Важным свойством процесса Габера является его безотходность. Реакция образования аммиака из водорода и азота равновесная и экзотермическая, поэтому при высоких температурах (необходимых для достижения приемлемой скорости реакции) равновесие смешается в сторону азота и водорода, и выход аммиака за один проход катализатора в промышленных условиях не превышает 14-16%. Поэтому образовавшуюся смесь охлаждают до конденсации аммиака, жидкий аммиак отделяют сепаратором, а оставшуюся смесь водорода и азота направляют на рециркуляцию - вновь нагревают и пропускают через катализатор. Таким образом, в процессе Габера теоретический выход в реакции синтеза аммиака составляет 100%.

Несмотря на то что реакция синтеза аммиака - экзотермическая, процесс Габера очень энергоемкий: средний расход электрической энергии на производство 1 т аммиака – 3200 кВт•ч. Энергия затрачивается на сжатие и нагрев смеси азота и водорода, и частично рассеивается в тепло при охлаждении, необходимом для конденсации и отделения аммиака.

Любопытно, что биофиксация атмосферного азота микрорганизмами - еще более энергоёмкий процесс: для ассимиляции 1 молекулы азота требуется не менее 12 молекул АТФ, что эквивалентно 5000 кВт*ч на 1 тонну аммиака.

См. также

• Химическая кинетика
• Скорость химической реакции
• Хронология водородных технологий
• Биофиксация азота

Ссылки

Процесс Габера в словаре  (рус.). — Определение процесса Габера в научно-техническом словаре. Архивировано из первоисточника 8 апреля 2012. Проверено 28 сентября 2009.